Вопрос школьника
В лаборатории имеется 200 мл 1 %-ного раствора сульфата меди (II) (ρ = 1,009 г/мл). Вычислите молярную, моляльную, молярную концентрацию эквивалента и титр этого раствора.
Ответ от учителя
Молярная концентрация (символ С) — это количество вещества, выраженное в молях, содержащееся в единице объема раствора (обычно в литрах). Моляльная концентрация (символ m) — это количество вещества, выраженное в молях, содержащееся в единице массы растворителя (обычно в килограммах). Молярная концентрация эквивалента (символ Сэкв) — это количество эквивалентов вещества, содержащееся в единице объема раствора. Титр (символ Т) — это количество вещества, содержащееся в единице объема раствора, выраженное в эквивалентах.
Для решения задачи необходимо использовать формулы:
С = n/V
m = n/m1
Сэкв = nэкв/V
Т = nэкв/V
где n — количество вещества в молях, V — объем раствора в литрах, m1 — масса растворителя в килограммах, nэкв — количество эквивалентов вещества.
1. Молярная концентрация:
С = n/V
Переведем объем раствора в литры:
V = 200 мл = 0,2 л
Найдем количество вещества в молях:
n = m/M
где m — масса вещества, M — молярная масса вещества.
M(CuSO4) = 63,55 + 32,06 + 4*16 = 159,6 г/моль
m = ρ*V = 1,009 г/мл * 200 мл = 201,8 г
n = 201,8 г / 159,6 г/моль = 1,265 моль
С = n/V = 1,265 моль / 0,2 л = 6,325 М
Ответ: молярная концентрация равна 6,325 М.
2. Моляльная концентрация:
m = n/m1
Переведем массу растворителя в килограммы:
m1 = ρ*V = 1,009 г/мл * 200 мл / 1000 г/кг = 0,2018 кг
m = 1,265 моль / 0,2018 кг = 6,267 моль/кг
Ответ: моляльная концентрация равна 6,267 моль/кг.
3. Молярная концентрация эквивалента:
Сэкв = nэкв/V
Найдем количество эквивалентов вещества:
nэкв = n * z
где z — число эквивалентов вещества.
CuSO4 распадается на ионы Cu2+ и SO42-. Каждый ион Cu2+ имеет заряд 2+, поэтому z(Cu2+) = 2. Каждый ион SO42- имеет заряд 2-, поэтому z(SO42-) = 1.
nэкв = n(Cu2+) * z(Cu2+) + n(SO42-) * z(SO42-) = 1,265 моль * 2 + 1,265 моль * 1 = 3,795 моль
Сэкв = 3,795 моль / 0,2 л = 18,975 М/экв
Ответ: молярная концентрация эквивалента равна 18,975 М/экв.
4. Титр:
Т = nэкв/V
Т = 3,795 моль / 0,2 л = 18,975 М
Ответ: титр равен 18,975 М.
